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重复使用跨大气层飞行器动力学虚拟样机设计

专 业: 飞行器设计
关键词: 重复使用跨大气层飞行器 虚拟样机 数字仿真 数学模型 仿真模型
分类号: V411.8
形 态: 共 82 页 约 53,710 个字 约 2.569 M内容
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内容摘要


重复使用跨大气层飞行器RLV是一种多用途航天器,它不仅可以多次重复使用,还可以快速、方便地向空间运送有效载荷,较长时间地在轨停留和在轨机动,完成各种空间任务。

重复使用跨大气层飞行器具同时有很高的军事和民用价值,受到世界各航天大国的高度重视,许多国家都在积极地开展RLV的研制工作,我国“863”计划航天航空领域也成立了可重复使用天地往返运输技术主题,对这方面的研究工作予以支持。

虚拟样机技术是先进仿真技术发展的结晶。

由于RLV的研制技术难度大,系统集成性强,在研制其物理样机之前,非常有必要建立RLV系统的虚拟样机。

本文主要针对我国串联两级重复使用跨大气层飞行器设计方案,建立其动力学虚拟样机,并使用该样机对串联两级RLV的上升段进行仿真计算。

在建立样机之前,本文首先建立了RLV上升段动力学的数学模型,这些数学模型包括以下几个部分:

1.基础算法库:包括常用坐标系定义、欧拉角的定义、仿真算法库的建立等。

2.空天飞行器的环境模型库:包括时间系统、大气模型、地球模型、月球模型、太阳模型以及环境对飞行器的摄动影响等。

3.上升段的运动模型:包括质心运动模型..……

全文目录


第一章 序论
1.1.研究背景
1.1.1.重复使用跨大气层飞行器概述
1.1.2.国内外研究现状
1.1.3.虚拟样机技术的发展
1.2.研究意义
1.3.研究目标
第二章 VPM系统简介
2.1 软件开发目标
2.2 软件结构
2.3 软件平台的使用
2.3.1 仿真模型的建立
2.3.2 仿真模型管理
2.3.3 仿真运行和调试
2.4 用户模块的编写
2.4.1 用户函数定义
2.4.2 消息响应
2.4.3 回调函数
第三章 跨大气层飞行器数学模型
3.1 基础算法库的数学模型
3.1.1 常用坐标系定义
3.1.2 常用欧拉角的定义
3.1.3 坐标系间的方向余弦矩阵
3.2 环境库的数学模型
3.2.1 时间模型
3.2.2 大气模型
3.2.3 地球模型
3.2.4 月球模型
3.2.5 太阳模型
3.3 上升段的数学模型
3.3.1 质心运动模型
3.3.2 姿态运动模型
3.3.3 质量、质心、转动惯量计算
3.3.4 推力特性
3.3.5 气动力与力矩计算模型
3.3.6 牵连惯性力、科氏惯性力计算
3.3.7 其他参数计算
第四章 动力学虚拟样机设计
4.1 跨大气层飞行器虚拟样机特点
4.2 样机层次结构
4.2.1 系统的总体框架
4.2.2 系统的模块结构
4.3 虚拟样机系统的实现
4.3.1 RLV样机模型
4.3.2 上升段样机模型
4.3.3 在轨段样机模型
4.3.4 返回段样机模型
第五章 虚拟样机的运行
5.1 仿真初始条件
5.2 样机运行结果
5.3 结果分析
总结
参考文献

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中图分类: > V411.8 > 航空、航天 > 航天(宇宙航行) > 基础理论及试验 > 空气动力学

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